RFID射頻識別技術(shù)

1、rfid射頻識別技術(shù)09通信技術(shù)王然然 劉盼盼rfid（射頻識別技術(shù)）rfid技術(shù)簡介rfid是radio frequency identification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽，是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識別技術(shù)。無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。rfid射頻識別是非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。rfid技術(shù)可識別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。 rfid應(yīng)用系統(tǒng)由四部分組成一、rfid電

2、子標(biāo)簽。rfid電子標(biāo)簽?zāi)軌騼Υ嬗嘘P(guān)物體的數(shù)據(jù)信息。在自動(dòng)識別管理系統(tǒng)中，每個(gè)rfid標(biāo)簽中保存著一個(gè)物體的屬性、狀態(tài)、編號等信息。標(biāo)簽通常安裝在物體表面。 二、讀寫器。用于識讀及寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)，其主要功能是:查閱rfid電子標(biāo)簽中當(dāng)前儲存的數(shù)據(jù)信息;向空白rfid電子標(biāo)簽中寫入欲存儲的數(shù)據(jù)信息;修改rfid電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息;與后臺管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交互。 三、發(fā)送接收信號的天線。天線是標(biāo)簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。 四、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和其他信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)處理讀寫器傳送過來的信息，并進(jìn)行信息處理。其他信息系統(tǒng)根據(jù)需要向讀寫器發(fā)送指令，對標(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)操作

3、。 射頻識別系統(tǒng)能支持多種不同的頻率，但應(yīng)用得最廣泛的主要有四種:低頻頻段(大約在125khz)、高頻頻段(大約在13.56mhz)、超高頻頻段(大約860960mhz)、微波頻段(2.45ghz或5.8ghz)。在不同的國家各個(gè)頻段具體的使用頻率有所不同。 rfid技術(shù)的基本工作原理rfid技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（passive tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號（active tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 當(dāng)裝

4、有無源rfid電子標(biāo)簽的物體接近讀寫器時(shí)，讀寫器受控發(fā)出查詢信號，rfid電子標(biāo)簽收到此查詢信號后，將此信號與標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息結(jié)合后反射回讀寫器。反射回的合成信號，已攜帶有rfid電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息。讀寫器接收到rfid電子標(biāo)簽反射回的合成信號后，經(jīng)讀寫器內(nèi)部微處理器處理后即可將rfid電子標(biāo)簽儲存的信息讀取出來。 一套完整的rfid系統(tǒng)， 是由閱讀器(reader)與電子標(biāo)簽(tag)也就是所謂的應(yīng)答器(transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部分所組成, 其工作原理是reader發(fā)射一個(gè)特定頻率的無線電波能量給transponder, 用以驅(qū)動(dòng)transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此

5、時(shí) reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)， 送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。 以rfid 卡片閱讀器及電子標(biāo)簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來看大致上可以分成, 感應(yīng)耦合(inductive coupling) 及后向散射耦合(backscatter coupling)兩種， 一般低頻的rfid大都采用第一種式, 而較高頻大多采用第二種方式。rfid射頻識別技術(shù)的優(yōu)勢現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，對識別技術(shù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的磁卡、ic卡識別技術(shù)已不能達(dá)到人們的期望。和傳統(tǒng)的磁卡、ic卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)在于非接觸，因此完成自動(dòng)識別過程無需人工干預(yù)，適合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化。除此之外，射頻卡不易損壞，可識別高速運(yùn)動(dòng)的物

6、體，能同時(shí)識別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便，數(shù)據(jù)存儲容量大。 rfid 為各行業(yè)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、可視化管理提供有效手段。rfid 電子標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點(diǎn)。rfid 比傳統(tǒng)的識別技術(shù)的高明之處在于，rfid 芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)是可以更改的，這意味著不同流程的操作人員可以對 rfid 添加記錄，從而得到更加完整的信息。同時(shí)，rfid 芯片可以做得非常小巧，使其與物體集成時(shí)更加方便。射頻卡不怕油膩、灰塵等惡劣環(huán)境，短距離的射頻卡還可替代條形碼，用在工廠的流水線等場合跟蹤物體;長距離的射頻卡可用于交通上，如自動(dòng)收費(fèi)或車輛身份識別等。 rfid 射頻識別技術(shù)和傳統(tǒng)識別技術(shù)相比，具有以下

7、七大明顯優(yōu)勢： （1）快速掃描 條形碼識別技術(shù)一次只能掃描一個(gè)條形碼，而 rfid 射頻識別技術(shù)支持批量處理，可同時(shí)識別數(shù)個(gè) rfid 電子標(biāo)簽。 （2）體積小型化、形狀多樣化 rfid 在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外，rfid 標(biāo)簽更可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應(yīng)用于不同產(chǎn)品。 （3）抗污染能力和耐久性 傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但 rfid 對水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損；rfid 卷標(biāo)是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。 （4）可重復(fù)使用

8、現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，rfid 標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除 rfid 卷標(biāo)內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。 （5）穿透性和無屏障閱讀 在被覆蓋的情況下，rfid 能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)，并能夠進(jìn)行穿透性通信。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。 （6）數(shù)據(jù)的記憶容量大 一維條形碼的容量是 50bytes，二維條形碼最大的容量可儲存 2 至 3000 字符，rfid 最大的容量則有數(shù) m bytes。隨著記憶載體的發(fā)展，數(shù)據(jù)容量也有不斷擴(kuò)大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會(huì)越來越大，對卷標(biāo)所能擴(kuò)充容量的需求也相應(yīng)增加。

9、（7）安全性 由于 rfid 承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及變造。 射頻識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域射頻識別技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng)用。如下為rfid技術(shù)的典型應(yīng)用：一、物流和供應(yīng)管理； 二、生產(chǎn)制造和裝配； 三、航空行李處理； 四、郵件/快運(yùn)包裹處理； 五、文檔追蹤/圖書館管理；六、動(dòng)物身份標(biāo)識； 七、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)；八、門禁控制/電子門票；九、道路自動(dòng)收費(fèi)等。rfid技術(shù)在物流領(lǐng)域的運(yùn)用射頻識別技術(shù)(rfid)是一種利用無線電射頻信號進(jìn)行物體

10、識別的新興技術(shù)，可應(yīng)用于防盜、門禁、倉儲管理等方面，尤其在物流系統(tǒng)中，rifd可以加快供應(yīng)鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高物流的效率。在物流中會(huì)有許多的物品，那射頻識別系統(tǒng)是怎么區(qū)別這些物品的呢? 在射頻識別系統(tǒng)中電子產(chǎn)品編碼(electronic product code，epc)可用于供應(yīng)鏈中來唯一標(biāo)識商品，與條形碼(ubiquitous product code，upc)相對應(yīng)。epc提供對物理對象的唯一標(biāo)識，即一個(gè)epc編碼只分配給一個(gè)物品使用。 epc儲存在rfid標(biāo)簽上，稱為電子產(chǎn)品編碼標(biāo)簽(epc tags)。它是一種無源、低成本的rfid標(biāo)簽，由讀寫器發(fā)出的射頻信號提供電源并進(jìn)行讀寫操作。 電子

11、產(chǎn)品編碼(epc)由四部分組成:版本號(version number)、域名管理(domain manager number)、對象分類(object class number)和序列號(serial number)，均按二進(jìn)制編碼。 epc與rifd讀寫器通信時(shí)，一次只能傳送幾個(gè)比特，因此無法提前知道epc的長度，這時(shí)版本號就顯得特別重要。獲得它就可以了解epc的長度。如果不知道版本號而獲得的epc長度是不可靠的。 epc系統(tǒng)是一個(gè)非常先進(jìn)的、綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)開放的系統(tǒng)。其最終目標(biāo)是為每一單品建立全球的、開放的標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)。 商業(yè)供應(yīng)鏈?zhǔn)莚fid技術(shù)應(yīng)用的最廣泛的舞臺。它可以實(shí)現(xiàn)對

12、商品設(shè)計(jì)、原材料采購、半成品與成品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲、配送，一直到銷售，甚至退貨處理和售后服務(wù)等所有供應(yīng)鏈上的環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，準(zhǔn)確地隨時(shí)獲得例如種類、生產(chǎn)商、生產(chǎn)時(shí)間、地點(diǎn)、顏色、尺寸、數(shù)量、到達(dá)地、接收者等等的產(chǎn)品相關(guān)信息。 生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。應(yīng)用rfid技術(shù)，生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)可以完成自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)作，準(zhǔn)確找到規(guī)格復(fù)雜的零部件，及時(shí)將其運(yùn)送到生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)線上對原材料、零部件、半成品和成品的識別與跟蹤，減少人工識別成本和出錯(cuò)率，提高效率和效益。rfid技術(shù)還能幫助管理人員及時(shí)根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度發(fā)出補(bǔ)貨信息，實(shí)現(xiàn)存貨管理的自動(dòng)化和流水線的均衡、穩(wěn)步生產(chǎn)，同時(shí)也加強(qiáng)了對質(zhì)量的控制與追蹤。 存儲環(huán)節(jié)

13、。rfid技術(shù)在倉庫里最廣泛的使用是存取貨物與庫存盤點(diǎn)。射頻識別系統(tǒng)可以解決物品在倉庫中裝卸、處理和跟蹤問題，提高了效率，并保證有關(guān)信息的準(zhǔn)確可靠。并降低由于商品誤置、送錯(cuò)、偷竊、損害和出貨錯(cuò)誤等造成的損耗。 配送、分銷環(huán)節(jié)。產(chǎn)品貼上rfid標(biāo)簽，在進(jìn)入中央配送分銷中心時(shí)，托盤通過一個(gè)門閱讀器，讀取托盤上所有貨箱上的標(biāo)簽內(nèi)容。系統(tǒng)將這些信息與發(fā)貨記錄進(jìn)行核對，以檢測出可能的錯(cuò)誤，然后將rfid標(biāo)簽更新為最新的產(chǎn)品存放地點(diǎn)和狀態(tài)。 運(yùn)輸環(huán)節(jié)。便攜式數(shù)據(jù)終端和射頻通信被能夠及時(shí)掌握在途物資和實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)輸工具。 零售環(huán)節(jié)。由于射頻標(biāo)簽的體積很小，很容易植入產(chǎn)品或者其外包裝中間，很難被小偷發(fā)現(xiàn)或者剪除

14、，可以有效地防止商品被盜。rfid技術(shù)還能在付款臺實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描和計(jì)費(fèi)，取代人工收款方式。 售后服務(wù)環(huán)節(jié)。廠商在大型產(chǎn)品(如汽車等)上植入永久性標(biāo)簽，不僅記錄制造過程中的數(shù)據(jù)，而且記錄顧客和車輛保修的有關(guān)信息。每次顧客開車去服務(wù)門店接收服務(wù)或者車輛保養(yǎng)時(shí)，門店系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，對顧客本人和車輛的服務(wù)記錄一目了然，而無需顧客攜帶任何證明和維修記錄等資料。 射頻識別技術(shù)的發(fā)展趨勢一、市場趨勢 近年來，rfid技術(shù)已經(jīng)在物流、零售、制造業(yè)、服裝業(yè)、醫(yī)療、身份識別、防偽、資產(chǎn)管理、食品、動(dòng)物識別、圖書館、汽車、航空、軍事等眾多領(lǐng)域開始應(yīng)用，對改善人們的生活質(zhì)量、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、加強(qiáng)公共安全

15、以及提高社會(huì)信息化水平產(chǎn)生了重要的影響。我國已經(jīng)將rfid技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號識別、身份證和票證管理、動(dòng)物標(biāo)識、特種設(shè)備與危險(xiǎn)品管理、公共交通以及生產(chǎn)過程管理等多個(gè)領(lǐng)域。 據(jù)abi公司根據(jù)預(yù)測，rfid技術(shù)將在未來2-5年逐漸開始大規(guī)模應(yīng)用，2003年全球rfid市場規(guī)模為16.5億美元，至2008年達(dá)到52.5億美元，2009受到金融危機(jī)影響增長幅度趨緩，估計(jì)將達(dá)到55.6億美元，預(yù)計(jì)到2013年全球rfid規(guī)模將達(dá)到98億美元，2003-2013年均復(fù)合增長率為19%。rfid電子標(biāo)簽方面，2005年全球共發(fā)貨10.2億，2008年達(dá)到19.7億，預(yù)計(jì)至2009年將為23.5枚，2005-2

16、009年均復(fù)合增長率為23%。 據(jù)frost & sullivan公司2008年發(fā)布的調(diào)查顯示，2004-2014年間，亞太地區(qū)不同種類rfid構(gòu)成將發(fā)生變化，低頻rfid市場份額將快速下降；高頻rfid市場份額小幅下降，但仍占各類rfid的主導(dǎo)地位；而超高頻rfid市場份額呈現(xiàn)快速上升的格局，至2014年，其市場份額將與高頻rfid接近。 二、技術(shù)趨勢 就技術(shù)而言，在未來的幾年中，rfid技術(shù)將繼續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。電子標(biāo)簽、讀寫器、系統(tǒng)集成軟件、公共服務(wù)體系、標(biāo)準(zhǔn)化等方面都將取得新的進(jìn)展。隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步，rfid產(chǎn)品的種類將越來越豐富，應(yīng)用和衍生的增值服務(wù)也將越來越廣泛。 rfi

17、d芯片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢是芯片功耗更低，作用距離更遠(yuǎn)，讀寫速度與可靠性更高，成本不斷降低。芯片技術(shù)將與應(yīng)用系統(tǒng)整體解決方案緊密結(jié)合。 rfid標(biāo)簽封裝技術(shù)將和印刷、造紙、包裝等技術(shù)結(jié)合，導(dǎo)電油墨印制的低成本標(biāo)簽天線、低成本封裝技術(shù)將促進(jìn)rfid標(biāo)簽的大規(guī)模生產(chǎn)，并成為未來一段時(shí)間內(nèi)決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的關(guān)鍵因素之一。 rfid讀寫器設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢是讀寫器將向多功能、多接口、多制式、并向模塊化、小型化、便攜式、嵌入式方向發(fā)展。同時(shí)，多讀寫器協(xié)調(diào)與組網(wǎng)技術(shù)將成為未來發(fā)展方向之一。 rfid技術(shù)與條碼、生物識別等自動(dòng)識別技術(shù)，以及與互聯(lián)網(wǎng)、通信、傳感網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)融合，構(gòu)筑一個(gè)無所不在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。海量rfid信息處理、傳輸和安全對rfid的系統(tǒng)集成和應(yīng)用技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。rfid系統(tǒng)集成軟件將向嵌入式、智能化、可重組方向發(fā)展，通過構(gòu)建rfid公共服務(wù)體系，將使rfid信息資源的組織、管理和利用更為深入和廣泛。rfid技術(shù)廣泛普